Телескоп Webb, вероятно, еще не нашел жизнь на экзопланете
Недавние сообщения о том, что космический телескоп NASA James Webb (JWST) обнаружил признаки жизни на далекой планете, вызвали понятное волнение. Новое исследование ставит этот вывод под сомнение, но также описывает, как телескоп может подтвердить наличие газа, производимого жизнью.
Исследование Калифорнийского университета в Риверсайде (UC Riverside), опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, может разочаровать энтузиастов внеземной жизни, но не исключает возможности открытия в ближайшем будущем.
В 2023 году появились интригующие сообщения о газе-биомаркере в атмосфере планеты K2-18b, которая, казалось, имела несколько условий, делающих возможным существование жизни.
Многие экзопланеты (планеты, вращающиеся вокруг других звезд) нелегко сравнить с Землей. Их температура, атмосфера и климат затрудняют представление о землеподобной жизни на них.
Однако K2-18b немного другая. «Эта планета получает почти такое же количество солнечной радиации, как и Земля. И если не учитывать атмосферу как фактор, у K2-18b температура, близкая к земной, что также является идеальной ситуацией для поиска жизни», — сказал Шан-Мин Цай, научный сотрудник проекта UCR и автор статьи.
Атмосфера K2-18b в основном состоит из водорода, в отличие от нашей азотной атмосферы. Но существовали предположения, что у K2-18b есть водные океаны, как на Земле. Это делает K2-18b потенциально «гикеановым» миром (Hycean), то есть сочетающим водородную атмосферу и водные океаны.
В прошлом году команда из Кембриджа с помощью JWST обнаружила в атмосфере K2-18b метан и диоксид углерода — другие элементы, которые могут указывать на признаки жизни.
«Что стало "вишенкой на торте" в поисках жизни, так это то, что в прошлом году эти исследователи сообщили о предварительном обнаружении в атмосфере этой планеты сульфида диметила (DMS), который на Земле производится океаническим фитопланктоном», — сказал Цай. DMS является основным источником серы в атмосфере нашей планеты и может играть роль в образовании облаков.
Поскольку данные телескопа были неубедительными, исследователи из UCR хотели понять, может ли на K2-18b (которая находится примерно в 120 световых годах от Земли) накопиться достаточно DMS для обнаружения. Как и для любой планеты на таком расстоянии, получение физических образцов атмосферных химических веществ невозможно.
«Сигнал DMS от телескопа Webb был не очень сильным и проявлялся только определенным образом при анализе данных, — сказал Цай. — Мы хотели знать, можем ли мы быть уверены в том, что казалось намеком на DMS».
На основе компьютерных моделей, учитывающих физику и химию DMS, а также водородную атмосферу, исследователи обнаружили, что данные вряд ли свидетельствуют о присутствии DMS. «Сигнал сильно перекрывается с метаном, и мы считаем, что выделение DMS из метана выходит за пределы возможностей этого инструмента», — сказал Цай.
Однако исследователи полагают, что DMS может накопиться до обнаруживаемого уровня. Для этого планктон или какая-либо другая форма жизни должны производить в 20 раз больше DMS, чем присутствует на Земле.
Обнаружение жизни на экзопланетах — сложная задача из-за их удаленности от Земли. Чтобы найти DMS, телескопу Webb потребуется использовать инструмент, лучше способный обнаруживать инфракрасные волны в атмосфере, чем тот, что использовался в прошлом году. К счастью, телескоп будет использовать такой инструмент позже в этом году, что позволит окончательно выяснить, существует ли DMS на K2-18b.
«Лучшие биомаркеры на экзопланете могут значительно отличаться от тех, которые мы находим в изобилии на Земле сегодня. На планете с богатой водородом атмосферой мы, возможно, с большей вероятностью найдем DMS, произведенный жизнью, а не кислород, производимый растениями и бактериями, как на Земле», — сказал астробиолог UCR Эдди Швитерман, старший автор исследования.
Учитывая сложности поиска признаков жизни на далеких планетах, некоторые задаются вопросом о мотивации исследователей.
«Почему мы продолжаем исследовать космос в поисках признаков жизни? Представьте, что вы ночуете в палатке в Джошуа-Три и слышите какой-то звук. Ваш инстинкт — посветить фонариком, чтобы увидеть, что там. В каком-то смысле мы делаем то же самое», — сказал Цай.